航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置与方法，属于微纳加工结构件性能测试领域，其特征在于，包括：装夹装置，用于安装挠性接头；杠杆装置，具有测试机构以及相对应的平衡校准机构；以及摄像显示装置，用于拍摄并显示杠杆装置的位置，其中，测试机构至少具有测量标尺，测量标尺的中心位于挠性接头的顶部，平衡校准机构具有校准支架、固定标尺、测力计以及螺旋千分尺，校准支架安装在底座上，固定标尺的中心与校准支架连接，测力计固定在校准支架上，位于固定标尺靠近测量标尺的一侧的上方，用于测量测量标尺受到的力，螺旋千分尺固定在校准支架上，位于固定标尺远离测量标尺的一侧的上方，用于调整固定标尺的角度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置与方法


[0001]本专利技术属于微纳加工结构件性能测试领域，具体涉及一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置与方法。

技术介绍

[0002]航空、航天等领域的快速发展对高性能微纳加工技术的要求也越来越高，随之而来的高性能微纳加工结构件的性能测试也提出了更高的要求。本专利涉及的航天用整体式双平衡环挠性接头是一种典型的微纳加工关键零件，其性能评价主要通过加工后的双平衡细筋的角刚度测试来评价。近几年对惯性导航关键件微细加工技术的研究越来越成熟，比如航天惯性导航陀螺仪挠性接头，该零件的四组细筋结构，其相邻孔距离小于0.5微米，并需要达到其极高的尺寸精度与表面完整性要求，而实际加工的合格率却很低，此零件加工困难，因此加工出来的话需要更精准的仪器来测量它的角刚度，但是对于测试航空航天惯性导航关键件的角刚度还没有很成熟的测量方法，现有的技术还没有专门测试该类材料的角刚度测量方法和相关装置。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，提供一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置与方法，本专利技术采用了如下技术方案：
[0004]本专利技术提供了一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，其特征在于，包括：底座；装夹装置，用于安装挠性接头；杠杆装置，具有测试机构以及相对应的平衡校准机构；以及摄像显示装置，用于拍摄并显示杠杆装置的位置，其中，测试机构至少具有测量标尺，测量标尺的中心位于挠性接头的顶部，平衡校准机构具有校准支架、固定标尺、测力计以及螺旋千分尺，校准支架安装在底座上，固定标尺的中心与校准支架连接，测力计固定在校准支架上，位于固定标尺靠近测量标尺的一侧的上方，用于测量测量标尺受到的力，测力计的下端设有两个位于同一水平线上的第一凸柱和第二凸柱，第一凸柱位于测量标尺的上方，第二凸柱与第一凸柱相背设置，螺旋千分尺固定在校准支架上，位于固定标尺远离测量标尺的一侧的上方，用于调整固定标尺的角度。
[0005]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，还可以具有这样的特征，其中，测试机构还具有装油容器以及两个叶片，装油容器设置在底座上，与校准支架相对应，测量标尺位于装油容器和装夹装置的上方，与挠性接头接触，装油容器内装有油溶液，该装油容器的横截面为U形结构，两个叶片分别在测量标尺的两端，并沉浸在装油容器中，用于减小误差。
[0006]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，还可以具有这样的特征，其中，装夹装置位于装油容器的中间内凹处，挠性接头安装在装夹装置上，并与测量标尺接触。
[0007]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，还可以具有这样的特
征，其中，摄像显示装置具有摄像机支架、摄像头以及显示器，摄像机支架设置在底座上，与校准支架相对应，摄像头中心设有一条水平的摄像头标记线，用于校准测量标尺的角度，摄像机支架上具有滑移楔块，用于调整摄像头上下移动。
[0008]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，还可以具有这样的特征，其中，底座具有四个陀螺型角支撑，该底座采用大理石或陶瓷材料制成。
[0009]本专利技术提供了一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试方法，使用如上述的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置测试挠性接头的角刚度，其特征在于，包括如下步骤：本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，还可以具有这样的特征，其中，步骤S1，调节摄像头位置，使摄像头标记线位于显示器中央；步骤S2，安装挠性接头，并将测量标尺安装在挠性接头上；步骤S3，将砝码放置在测量标尺远离平衡校准机构的一侧且靠近挠性接头，调整固定标尺上方的螺旋千分尺的旋钮，使测量标尺平行于摄像头标记线，并将测力计的数据清空；步骤S4，将砝码移动至测量标尺远离固定标尺的一侧，记录测量标尺受力的力臂L
A
，重新调整螺旋千分尺的旋钮，使测量标尺重合于摄像头标记线，测得测量标尺的受力点产生的线位移Y
A
以及得到测力计的数值F
A
；步骤S5，通过几何计算获得挠性接头的角刚度K0的数值。
[0010]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试方法，还可以具有这样的特征，其中，角刚度K0的数值计算方法如下：
[0011][0012]当θ<0.01时，取θ≈sinθ，则有：
[0013][0014]其中F
A
为测量标尺所受的力，M为加在挠性接头上的力矩，θ为测量标尺产生的角变形，L
A
为测量标尺受力的力臂，Y
A
为受力点产生的线位移。
[0015]本专利技术提供的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试方法，还可以具有这样的特征，其中，砝码通过钢丝固定在测量标尺上。
[0016]专利技术作用与效果
[0017]根据本专利技术的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置及方法，采用高速摄像机精准拍摄位移偏移、通过测力计的恒定值来确定参考标准位置，再根据零件平衡系统测得的位移偏移量以及相应角刚度计算公式来计算零件的角刚度。本专利技术的角刚度测试装置具有一套手动的垂直调节系统以及双杠杆平衡系统，可实现零件的偏移量的精准测量，可见本专利技术的角刚度测试装置及方法具有操作简单、测试精准、可靠性高以及测量时间短等优点，而且利用摄像机的拍摄，能够精准判断偏移尺寸并在显示器上显示出来，可视性较强。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中角刚度测试的原理图；
[0019]图2是本专利技术实施例中角刚度测试装置的斜视图一；
[0020]图3是本专利技术实施例中角刚度测试装置的斜视图二；
[0021]图4是本专利技术实施例中角刚度测试装置的主视图；
[0022]图5是本专利技术实施例中角刚度测试装置的俯视图；
[0023]图6是本专利技术实施例中角刚度测试装置的左视图；
[0024]图7是本专利技术实施例中角刚度测试装置的后视图；
[0025]图8是本专利技术实施例中平衡校准机构的局部放大图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图以及实施例来说明本专利技术的具体实施方式。
[0027]<实施例>
[0028]本实施例提供一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置100，用于通过测量得到的挠性接头的位置偏移量计算挠性接头薄壁零件的角刚度。
[0029]图1是本专利技术实施例中角刚度测试的原理图；图2是本专利技术实施例中角刚度测试装置的斜视图一；图3是本专利技术实施例中角刚度测试装置的斜视图二；图4是本专利技术实施例中角刚度测试装置的主视图；图5是本专利技术实施例中角刚度测试装置的俯视图；图6是本专利技术实施例中角刚度测试装置的左视图；图7是本专利技术实施例中角刚度测试装置的后视图。
[0030]如图1所示，根据杠杆原理测试挠性接头薄壁零件的角刚度，通过如图2至图7所示的角刚度测试装置100，测量挠性接头的位置偏移量，进而计算挠性接头薄壁零件的角刚度。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，其特征在于，包括：底座；装夹装置，用于安装所述挠性接头；杠杆装置，具有测试机构以及相对应的平衡校准机构；以及摄像显示装置，用于拍摄并显示所述杠杆装置的位置，其中，所述测试机构至少具有测量标尺，所述测量标尺的中心位于所述挠性接头的顶部，所述平衡校准机构具有校准支架、固定标尺、测力计以及螺旋千分尺，所述校准支架安装在所述底座上，所述固定标尺的中心与所述校准支架连接，所述测力计固定在所述校准支架上，位于所述固定标尺靠近所述测量标尺的一侧的上方，用于测量所述测量标尺受到的力，所述测力计的下端设有两个位于同一水平线上的第一凸柱和第二凸柱，所述第一凸柱位于所述测量标尺的上方，所述第二凸柱与所述第一凸柱相背设置，所述螺旋千分尺固定在所述校准支架上，位于所述固定标尺远离所述测量标尺的一侧的上方，用于调整所述固定标尺的角度。2.根据权利要求1所述的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，其特征在于：其中，测试机构还具有装油容器以及两个叶片，所述装油容器设置在所述底座上，与所述校准支架相对应，所述测量标尺位于所述装油容器和所述装夹装置的上方，与所述挠性接头接触，所述装油容器内装有油溶液，该装油容器的横截面为U形结构，两个所述叶片分别在所述测量标尺的两端，并沉浸在所述装油容器中，用于减小误差。3.根据权利要求1所述的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，其特征在于：其中，所述装夹装置位于所述装油容器的中间内凹处，所述挠性接头安装在所述装夹装置上，并与所述测量标尺接触。4.根据权利要求1所述的航天用挠性接头薄壁零件的角刚度测试装置，其特征在于：其中，所述摄像显示装置具有摄像机支架、摄像头以及显示器，所述摄像机支架设置在所述底座上，与所述校准支架相对应，所述摄像头中心设有一条水平的标记线，用于校准所述测量标尺的角度，所述摄像机支架上具有滑移楔块，用于调...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭维诚，郭淼现，吴重军，陶佳宝，张跃飞，周金，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：